Zeitliche Dynamik spektraler EEG-Parameter während Ganznachtschlaf bei gesunden Erwachsenen

Summary

We recorded all-night sleep EEG's of six healthy male volunteers (age 23 to 29 years) from F3, F4, P3, P4, O1, O2, T3, T4 to Cz as reference electrode. Power and coherence spectra were calculated for ten frequency bands from 0-30 cps. We examined their changes through the different cycles of all sleep stages.

In general there was a decrease in power as well as in coherence from the 1st to the 4th cycle of the different sleep stages with some variations depending on frequency and derivation.

The highest power was most often in the 1st cycle in stages REM, 2, 3 and 4, whereas in stage 1 it was most often in the 2nd cycle. The trends in power from the 1st to the 4th cycle were similar for stages REM and 2 with a power decrease from the 1st to the 2nd cycle. In stage 1 there was most often a power increase between these two cycles.

Coherence maxima were for stages REM, 1, 2 and 3 most often in the 1st cycle, for stage 4 most often in the 2nd cycle. The coherence trends were similar for stages 1 and 2 with a decrease most often from the 1st to the 2nd cycle. In stage REM the decline was more constantly found from the 2nd to the 3rd cycle.

The power trends were more consistent than the coherence trends. We found more often similar power changes from the 1st to the 4th cycle of a specific sleep stage than similar coherence changes.

Zusammenfassung

Bei sechs gesunden männlichen Versuchspersonen im Alter von 23-29 Jahren wurden Nachtschlaf-EEG registriert. Die Ableitung erfolgte von F3, F4, P3, P4, O1, O2, T3, T4 zu Cz als Referenzelektrode. Power- und Kohärenzspektren wurden für zehn Frequenzbänder von 0-30 Hz berechnet. Untersucht wurden deren Veränderungen in den einzelnen Zyklen der verschiedenen Schlafstadien.

Es kam generell zu einem Power- und Kohärenzabfall vom 1. zum 4. Zyklus in den einzelnen Schlafstadien, deren Konstanz bei einzelnen Versuchspersonen etwas variierte in Abhängigkeit von Frequenzbändern und Ableitungen.

Die Powermaxima lagen für die Stadien REM, 2, 3 und 4 überwiegend im 1. Zyklus. Im Stadium 1 fanden sie sich dagegen bevorzugt im 2. Zyklus. Die Powerdynamik vom

1. zum 4. Zyklus war für die Stadien REM und 2 ähnlich, es fand sich am häufigsten ein Powerabfall vom 1. zum 2. Zyklus. Im Gegensatz dazu kam es im Stadium 1 am häufigsten zu einem Poweranstieg vom 1. zum 2. Zyklus.

Die Kohärenzmaxima lagen in den Stadien REM, 1, 2 und 3 überwiegend im 1. Zyklus, im Stadium 4 hingegen überwiegend im 2. Zyklus. Die Kohärenzdynamik zeigte für die Stadien 1 und 2 überwiegend einen Abfall vom 1. zum

2. Zyklus. Im Gegensatz dazu war im Stadium REM ein Kohärenzabfall am konstantesten vom 2. zum 3. Zyklus nachweisbar.

Insgesamt war das Powerverhalten konstanter als das Kohärenzverhalten, es ließen sich häufiger gleichsinnige Powerveränderungen vom 1. zum 4. Zyklus innerhalb eines Schlafstadiums finden.

Key-Words

EEG - Spectral analysis power coherence - Sleep cycle